CAD/CAM技術的應用及發展

周愛霞

摘要:CAD/CAM技術在機械制造行業中的應用非常廣泛,制約著我們機械設計行業的發展。針對我國制造業的現狀,分析了CAD/CAM技術的應用情況,并且探討了該技術未來的發展趨勢及其對我國機械制造業的重要意義。

關鍵詞:CAD/CAM發展趨勢應用

中圖分類號:TP391 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(c)-0011-01

CAD/CAM技術起源于航空和軍事工業,并且隨著計算機科學的發展迅速在全球機械行業中得到廣泛的應用。CAD/CAM的應用大大提高了產品的設計質量,縮短了產品的設計周期。CAD/CAM技術的應用是我國機械行業贏得市場競爭力非常重要的工具,因此研究其現有技術以及未來的發展趨勢對加快機械行業CAD/CAM技術的發展有著非常重要的意義。

1 CAD/CAM定義以及特點

CAD的全名是computer aided design即計算機輔助設計,CAM的全名是computer aided manufacturing即計算機輔助制造。其中CAD技術著重于設計,它利用計算機的快速數據處理技術以及大量的存儲能力與人類特有的邏輯判斷能力、綜合分析能力相結合,從而加快產品的開發速度,縮短產品的設計和制造周期。該技術的應用在提高產品設計質量的同時也增強了企業的市場競爭力。CAM著重產品的制造,其功能主要是選擇加工工具,得到加工時的加工路徑以及干涉的檢查和仿真加工。CAM適用于小批量、高精度以及對產品的加工一致性要求較高的產品的加工。

2 CAD/CAM技術的應用現狀

目前市場上CAD/CAM軟件有很多種,其中CAD、solidworks、UG、Pro/E、CATIA和Inventor的應用較為廣泛。但是在國內外的應用有著很大的差別,下面將分別介紹CAD/CAM在國內外的使用狀況。

CAD/CAM在國外的應用較早,主要用于產品的設計開發和工程的設計。在美國從事CAD/CAM系統開發和銷售的公司有幾千家,銷售量也在以每年20%～30%的速度增長[1]。20世紀50年底第一臺數控銑床的應用標志著CAD技術應用的開始;20世紀60年代,自動編程語言APT的誕生使得CAD和CAM產生了最初的集成,MIT人機對話圖形通信系統論文的宣讀,標志著交互式CAD的開端[2];20世紀70年代,進入CAD/CAM的早期實用階段,主要用于機械、建筑以及船舶和電子等大中型企業中,比較著名的系統有英國的Romuous系統;80年代起計算機技術有了大幅度的提高,CAD/CAM技術向著實體造型和特征建模方向發展,隨著工程數據庫的發展,商品化的軟件也在這時相運而生;到90年代,該技術已經向著更加智能化、標準化和集成化的方向發展,并且在各個相關行業中得到了廣泛的應用。

20世紀60年代我國才開始從國外引進該技術,直到70年代才開始應用,但是由于計算機水平水平的限制,該技術僅僅被用來做產品設計時的分析計算。90年代我國開始自主開發CAD/CAM軟件,并且得到了快速的發展。據統計1992年申報參加CAD軟件測評的企業超過350家,經過不斷的發展和市場競爭,CAD軟件的功能日臻完善。但是到99年申報測評的CAD軟件已經不多于5家企業,這時國內軟件與國外軟件共同分割市場;進入21世紀,國家政策的改變,使得我國制造業開始具備在現有軟件的基礎上根據自身企業的特點,開發適合自身使用的計算機輔助設計/制造/管理系統,從而國內CAD產品也向著產業化、系統化和集成化的方向發展[3]。

3 CAD/CAM技術的發展趨勢

計算機技術的發展為CAD/CAM技術的的發展提供了有利的條件,使其向著集成化、智能化和標準化的方向發展。

3.1 集成化

集成化是指為企業提供一體化的解決方案,最大限度的實現企業信息的共享。從廣義層次上,集成化是將CAD技術的計算方法以及其功能模塊做成芯片,從而有效的提高CAD系統運行的效率。

3.2 智能化

智能化一直是人們追求的目標,讓機器把人類從繁重的體力和腦力勞動中解放出來。人們追求的智能CAD不僅僅是將智能技術與CAD技術的簡單結合,而是用信息技術來表達和模擬人類的思維模型,為人類提供一種全新的設計理論和設計方法。

3.3 標準化

目前市場上CAD軟件多種多樣,其軟件間的兼容性和一致性是該技術發展首要要解決的問題,只有依靠標準化技術才能完全解決不同系統間相互兼容的問題。目前,CAD技術的標準化已經基本完成,且建立了面向應用的標準零件庫,并且正向著理化工程設計的方向發展。

3.4 開放性

該軟件的開放性主要是指其在用戶接口、信息交換和開發環境方面的開放性。目前市場上應用的軟件都為用戶預留了二次開發的相關接口,從而方便用戶定制更適合自己產品的CAD系統。CAD的開放性還要求供應商向用戶提供面向不同行業和企業的專用軟件和相關數據庫。

4 我國機械行業CAD/CAM技術的不足之處

我國CAD技術的發展相對較晚,但是經過幾十年的發展,該技術應該在機械行業中廣泛的應用。但是我國CAD/CAM軟件不論是從產品的開發還是軟件的商品化程度都與發達國家還有非常大的差距。我國機械行業還僅僅停留在用CAD畫圖的階段,并沒有充分利用該軟件的各項功能,使得其效益不能得到很好的發揮。另外使用人員的水平參差不齊,缺少比較合適的教學平臺,因此我國的CAD水平還處在向集成化和商品化的過渡時期。

5 結語

CAD/CAM是用計算機代替人工設計和制造的過程,其應用是機械設計行業的一次重大變革。但是它的發展離不開計算機硬件和軟件的發展,隨著先進制造技術的發展,它會向著更加智能的方向進步。

參考文獻

[1] 蔣志強,馬幼鳴,等.論CAD/CAM技術的發展應用策略.鄭州航空工業管理學院學報,1994年第4期.

[2] 余乃澤.機械CAD/CAM的發展應用和推廣.信陽工業學校,教學實踐與管理.

[3] http://jpkc.ycit.cn/jxx2/CAD/CAM/jiaoan/1.5.htm.